□ 高 峰
(單位:中國科學(xué)院)
無人機(jī)無論是在軍事上還是民用上都有著廣闊的前景,經(jīng)過多年的研究,無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)逐步的成熟起來,相信無人機(jī)的安全問題將隨著技術(shù)的更新與發(fā)展日益變得完善,無人機(jī)未來的前景將無限遠(yuǎn)大。
無人機(jī)經(jīng)過幾十年的發(fā)展歷程,從技術(shù)角度看已經(jīng)比較成熟。其成本低,易操縱,具有高度靈活性,能夠攜帶一些重要的設(shè)備從空中完成特殊任務(wù),比如空中監(jiān)測、空中監(jiān)視、空中轉(zhuǎn)信、空中喊話、緊急救援等。在執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí),生存能力強(qiáng),機(jī)動(dòng)性能好,使用方便,在處理自然災(zāi)害、事故災(zāi)難以及社會(huì)安全事件等方面能發(fā)揮出重要作用。
無人機(jī)最大的好處,是不必?fù)?dān)心人員安全,也不必?fù)?dān)心飛行員的體力限制。無人機(jī)可以執(zhí)行各種最為危險(xiǎn)的任務(wù),例如在最惡劣的天氣下攻擊最危險(xiǎn)的目標(biāo)——最壞的結(jié)局不過是損失一架可以大量生產(chǎn)的飛機(jī);也可以執(zhí)行各種最為枯燥和漫長的任務(wù),例如在8000米高空按固定航線盤旋3天——飛機(jī)既不會(huì)打盹也不會(huì)發(fā)牢騷,甚至降落后連油都不會(huì)多喝一口。
基于這一特性,人們讓不同類型的無人機(jī)擔(dān)任不同任務(wù):高空長航時(shí)無人機(jī)可以待在一個(gè)地方上空好幾天,適合偵察;中小型噴氣式無人機(jī)速度快且便于隱身,適合攻擊高風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo);還有的無人機(jī)性能較為均衡,適合在不那么危險(xiǎn)的目標(biāo)區(qū)域上空徘徊待命,發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后靠機(jī)載武器發(fā)動(dòng)攻擊。
無人機(jī)的快速發(fā)展和廣泛運(yùn)用是在海灣戰(zhàn)爭以后。以美國為首的西方國家充分認(rèn)識(shí)到無人機(jī)在戰(zhàn)爭中的作用,競相把高新技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)的研制與發(fā)展上。輕型材料的使用和新的設(shè)計(jì)大大增加了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間;先進(jìn)的信號(hào)處理與通信技術(shù)提高了無人機(jī)的圖像傳遞速度;自動(dòng)駕駛儀能使無人機(jī)自動(dòng)改變高度和航向飛往目標(biāo),地面操縱員可以通過計(jì)算機(jī)根據(jù)需要改變無人機(jī)的飛行數(shù)據(jù)。在戰(zhàn)爭中,無人機(jī)已經(jīng)能夠攻擊地面目標(biāo),其在軍事領(lǐng)域的重要價(jià)值越來越清晰地展現(xiàn)在世人面前。
目前,美國等西方國家軍隊(duì)在伊拉克和阿富汗應(yīng)用有近千架無人機(jī),其中最大的“全球鷹”無人機(jī)翼展超過35米,能夠在目標(biāo)上空逗留40個(gè)小時(shí)以上,一次起飛后可連續(xù)飛行25000公里。美軍很多時(shí)候都是在用“捕食者”等無人機(jī)而不是傳統(tǒng)的攻擊機(jī)來執(zhí)行前線攻擊任務(wù),巴基斯坦方面甚至在境內(nèi)擊落過美軍的無人機(jī)。
由于駐伊美軍對無人機(jī)需要大幅增長,諸多美國公司看到了其中的商機(jī)。專用型無人機(jī)性能較高,但造價(jià)高昂,制造周期較長。美著名防務(wù)技術(shù)公司SAIC集團(tuán)另辟蹊徑,將民用“超級運(yùn)動(dòng)”496型(Ultrasport496)運(yùn)動(dòng)直升機(jī)改造成無人機(jī)。這種超輕型無人機(jī)空重約272公斤,空中逗留時(shí)間2.5小時(shí),巡航速度111公里/小時(shí),最大時(shí)速166公里。
該型直升機(jī)最大的特點(diǎn)是造價(jià)便宜,單價(jià)僅5萬美元,其設(shè)計(jì)初衷是面向家庭業(yè)務(wù)航空愛好者,因此操作極為簡單。SAIC公司認(rèn)為這些特點(diǎn)對軍方同樣極具吸引力。該機(jī)改進(jìn)后可攜帶68公斤負(fù)載(包括射線探測器、化學(xué)戰(zhàn)劑探測儀和旋轉(zhuǎn)式攝像機(jī)等常用偵測設(shè)備),滯空時(shí)間延長至9小時(shí)。美國陸軍已正式采購該機(jī),其軍方編號(hào)為“治安官”502型(Vigilante502)。美軍計(jì)劃近期向伊拉克派遣首批“治安官”502型無人直升機(jī),專用于尋找伊境內(nèi)的生化武器蹤跡。
無獨(dú)有偶,波音公司也推出了MD530F型無人直升機(jī)。MD530型“防御者”直升機(jī)對美軍而言可不陌生。其早期軍用型號(hào)OH-6型“印地安種小馬”直升機(jī)曾參過過越戰(zhàn),美國特種部隊(duì)至今仍裝備有其改型AH-6J型“小鳥”和MH-6J型“小鳥”直升機(jī)。波音公司此次推出的無人型MD530F可攜帶283公斤設(shè)備負(fù)載,空中逗留時(shí)間長達(dá)8至10小時(shí),其地面系統(tǒng)與最新型的X-45型無人戰(zhàn)斗機(jī)相似。波音公司認(rèn)為,這款新機(jī)型最大的賣點(diǎn)在于美國特種部隊(duì)很可能出于勤務(wù)方面的考慮,優(yōu)先選擇裝備該機(jī)。
事實(shí)上,不僅是戰(zhàn)爭,無人機(jī)在諸多事關(guān)民生和非傳統(tǒng)安全事務(wù)的領(lǐng)域,也能發(fā)揮載人飛機(jī)所不及的作用。如災(zāi)情監(jiān)視、交通巡邏、治安監(jiān)控和航空攝影、地球物理勘探、海岸緝私等。我國也早在1993年就將無人機(jī)應(yīng)用于大氣探測、氣象災(zāi)害遙感、生態(tài)遙感、人工影響天氣等課題。
空中通信中繼是無人機(jī)的一個(gè)重要用途。當(dāng)自然災(zāi)害(如地震、洪水、泥石流、海嘯等)發(fā)生時(shí),在一定地域內(nèi)地面原有的有線、無線通信系統(tǒng)均遭到破壞,此時(shí)此地,在最需要通信聯(lián)絡(luò)的時(shí)候信息傳遞就成為一個(gè)大問題。而無人機(jī)則可以作為一個(gè)便捷的通信中繼機(jī),在指揮中心與現(xiàn)場之間搭建一條無形的信息“橋梁”,快速構(gòu)成一個(gè)應(yīng)急局域無線通信網(wǎng)以解燃眉之急,為救災(zāi)贏得寶貴時(shí)間。
2008年5月15日,四川汶川特大地震災(zāi)后,惡劣的氣象條件超出了載人飛機(jī)和直升機(jī)的安全飛行條件,導(dǎo)致相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)無法通過航空手段獲得災(zāi)區(qū)影像,與災(zāi)區(qū)之間的聯(lián)系也被迫中斷。無人機(jī)則可以改變這種局面:由于不存在人員安全和體力問題,各類無人機(jī)可以實(shí)時(shí)投入災(zāi)區(qū):高空長航時(shí)無人機(jī)可以擺脫天氣多變的中低空對流層空域,長期不間斷地盤旋于災(zāi)區(qū)上方寧靜的平流層中,擔(dān)任通訊中繼、廣域影像獲取等任務(wù);中低空偵察無人機(jī)則可以挑戰(zhàn)極限天氣進(jìn)入災(zāi)區(qū),只要能拍回災(zāi)區(qū)的具體影像,甚至不必考慮其是否能夠返回的問題;大型無人機(jī)可以攜帶救災(zāi)物資在第一時(shí)間飛入災(zāi)區(qū)上空執(zhí)行空投任務(wù)。
無人機(jī)不怕疲勞、不怕危險(xiǎn),在執(zhí)行枯燥的、長時(shí)間的任務(wù)時(shí),比如國界線的巡邏、搜索和救援工作等,會(huì)有比較明顯的優(yōu)勢。一般飛行員的極限飛行時(shí)間是8個(gè)小時(shí),但是無人機(jī)在油量充足的情況下,可連續(xù)飛行100多個(gè)小時(shí)。美國正在研發(fā)的太陽能無人機(jī),就能凸顯無人機(jī)的不懼怕枯燥任務(wù)的特性。而且在鄰近空間,即介于航空與航天之間,2.5萬米到3萬米的高空。那里的空氣比較稀薄,溫度低,如果有人機(jī)飛行,會(huì)對配備要求的條件比較苛刻,飛機(jī)和人員的成本也會(huì)隨之增加。這時(shí)如果使用無人機(jī),就可大大降低成本,避免人員的傷亡。
盡管,無人機(jī)的民用化具有明顯的優(yōu)勢,但安全性仍舊是阻礙其發(fā)展的重要因素,無人機(jī)的安全性差,主要的表現(xiàn)在事故率比有人機(jī)高。即使在美國無人機(jī)系統(tǒng)中做的最好的‘捕食者’,其穩(wěn)定性也比有人機(jī)差一些,因此‘捕食者’不允許在人口稠密區(qū)飛行。目前,國外民用無人機(jī)主要集中在偏遠(yuǎn)、無人的地區(qū)。未來,無人機(jī)要民用化,就要在安全性上下工夫,比如對裝備探測的回避系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),以便它能在民用空域中飛行,并不會(huì)造成與其他有人飛機(jī)或無人機(jī)的相撞。